太阳能电池及其制造方法、光伏组件与流程

本申请实施例涉及太阳能电池，特别涉及一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件。

背景技术：

1、目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳能电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。

2、目前的太阳能电池主要包括ibc电池（交叉背电极接触电池，interdigitatedback contact）、topcon（tunnel oxide passivated contact，隧穿氧化层钝化接触）电池、perc电池（钝化发射极和背面电池，passivated emitter and real cell）以及异质结电池等。

3、然而，为提升太阳能电池的光电转换效率，太阳能电池中膜层的表面形貌有待进一步研究。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件，至少有利于通过改变n型硅基底后表面的形貌，以提高太阳能电池的光电转换效率。

2、根据本申请一些实施例，本申请实施例一方面提供一种太阳能电池，包括：n型硅基底，所述n型硅基底具有相对的前表面和后表面；所述前表面具有多个金字塔结构；所述后表面具有多个凹槽，部分数量的所述凹槽沿同一方向依次排布；位于所述前表面上的钝化层；位于所述后表面上的隧穿介质层；位于所述隧穿介质层上的掺杂导电层。

3、在一些实施例中，多个所述凹槽包括n个凹槽组，任一所述凹槽组包括沿同一方向依次排布的多个所述凹槽，且不同所述凹槽组中的多个所述凹槽的排布方向相同或不同，n为大于等于2的正整数。

4、在一些实施例中，相邻所述凹槽组之间具有间隔，和/或，相邻所述凹槽组中的至少部分所述凹槽之间具有重叠区。

5、在一些实施例中，至少部分相邻两个所述凹槽之间具有间隔，和/或，至少部分相邻两个所述凹槽之间具有重叠区。

6、在一些实施例中，沿远离所述后表面的方向上，所述凹槽具有相对设置的底面和顶部开口以及位位于所述底面和所述顶部开口之间的侧壁，所述底面在所述n型硅基底上的正投影面积小于所述顶部开口在所述n型硅基底上的正投影面积。

7、在一些实施例中，所述凹槽在所述n型硅基底上的正投影形状为m边形，m为大于等于3的正整数。

8、在一些实施例中，沿远离所述后表面的方向上，所述凹槽具有顶部开口，所述顶部开口的一维尺寸为1um~20um。

9、在一些实施例中，所述后表面上所述凹槽的分布密度为1000个/mm2~50000个/mm2。

10、在一些实施例中，沿远离所述后表面的方向上，所述凹槽的深度的最大值为50nm~2000nm。

11、在一些实施例中，所述掺杂导电层具有n型掺杂元素，且所述掺杂导电层覆盖所述隧穿介质层远离所述n型硅基底的表面。

12、在一些实施例中，所述掺杂导电层具有p型掺杂元素，且所述掺杂导电层覆盖所述隧穿介质层远离所述n型硅基底的表面。

13、在一些实施例中，所述掺杂导电层包括间隔设置的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分中的一者和所述n型硅基底具有相同导电类型的掺杂元素，另一者和所述n型硅基底具有不同导电类型的掺杂元素。

14、根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种太阳能电池的制造方法，包括：提供初始n型硅基底，所述初始n型硅基底具有相对的第一面和第二面；对所述初始n型硅基底进行制绒处理，以在所述第一面和所述第二面均形成金字塔结构；采用第一刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀，以形成初始凹槽；采用第二刻蚀工艺继续对所述第二面进行刻蚀，加大所述初始凹槽的尺寸，以形成具有凹槽的n型硅基底，且部分数量的所述凹槽沿同一方向依次排布；其中，所述第一刻蚀工艺对所述第二面的刻蚀速率小于所述第二刻蚀工艺对所述第二面的刻蚀速率，形成有所述金字塔结构的所述第一面作为所述n型硅基底的前表面，被所述第一刻蚀工艺和所述第二刻蚀工艺处理后的所述第二面作为所述n型硅基底的后表面；沿远离所述后表面的方向，在所述后表面上依次形成隧穿介质层和掺杂导电层。

15、在一些实施例中，采用所述第一刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀，包括：将所述初始n型硅基底浸泡在第一刻蚀液中；采用所述第二刻蚀工艺继续对所述第二面进行刻蚀，包括：将所述初始n型硅基底浸泡在第二刻蚀液中；其中，所述第一刻蚀液中氢氧化钠的质量分数小于或等于所述第二刻蚀液中的氢氧化钠的质量分数。

16、在一些实施例中，所述第一刻蚀液和所述第二刻蚀液中均包含保护剂，且所述保护剂在所述第一刻蚀液中的质量分数小于在所述第二刻蚀液中的质量分数。

17、在一些实施例中，所述第一刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀时的环境温度为第一温度，所述第二刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀时的环境温度为第二温度，所述第一温度低于所述第二温度。

18、在一些实施例中，所述第一刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀的时长为第一时长，所述第二刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀的时长为第二时长，所述第一时长大于或等于所述第二时长。

19、根据本申请一些实施例，本申请实施例另一方面还提供一种光伏组件，包括：电池串，由上述任一项所述的太阳能电池连接而成，或者，由上述任一项所述的制造方法形成的太阳能电池连接而成；封装胶膜，用于覆盖所述电池串的表面；盖板，用于覆盖所述封装胶膜背离所述电池串的表面。

20、本申请实施例提供的技术方案至少具有以下优点：

21、n型硅基底中，与前表面具有典型的金字塔结构不同，后表面不具备相对凸起的金字塔结构，反而具有多个凹槽。如此，一方面，相较于顶部尖锐的金字塔结构，具有多个凹槽的后表面更为平整，从而有利于提高形成于后表面上的隧穿介质层和掺杂导电层的膜层均匀性，以提高其对n型硅基底的钝化效果；另一方面，具有多个凹槽的后表面也有利于提高n型硅基底的比表面积，以提高隧穿介质层和掺杂导电层的比表面积，从而提高电极与掺杂导电层和隧穿介质层之间的接触面积，以及降低电极与掺杂导电层和隧穿介质层的接触电阻，提高电极对载流子的收集效率。因此，两方面相结合有利于提升太阳能电池的短路电压，以及提升太阳能电池的光电转换效率。

技术特征：

1.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，多个所述凹槽包括n个凹槽组，任一所述凹槽组包括沿同一方向依次排布的多个所述凹槽，且不同所述凹槽组中的多个所述凹槽的排布方向相同或不同，n为大于等于2的正整数。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，相邻所述凹槽组之间具有间隔，和/或，相邻所述凹槽组中的至少部分所述凹槽之间具有重叠区。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，至少部分相邻两个所述凹槽之间具有间隔，和/或，至少部分相邻两个所述凹槽之间具有重叠区。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，沿远离所述后表面的方向上，所述凹槽具有相对设置的底面和顶部开口以及位于所述底面和所述顶部开口之间的侧壁，所述底面在所述n型硅基底上的正投影面积小于所述顶部开口在所述n型硅基底上的正投影面积。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述凹槽在所述n型硅基底上的正投影形状为m边形，m为大于等于3的正整数。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，沿远离所述后表面的方向上，所述凹槽具有顶部开口，所述顶部开口的一维尺寸为1um~20um。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述后表面上所述凹槽的分布密度为1000个/mm2~50000个/mm2。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，沿远离所述后表面的方向上，所述凹槽的深度的最大值为50nm~2000nm。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂导电层具有n型掺杂元素，且所述掺杂导电层覆盖所述隧穿介质层远离所述n型硅基底的表面。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂导电层具有p型掺杂元素，且所述掺杂导电层覆盖所述隧穿介质层远离所述n型硅基底的表面。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂导电层包括间隔设置的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分中的一者和所述n型硅基底具有相同导电类型的掺杂元素，另一者和所述n型硅基底具有不同导电类型的掺杂元素。

13.一种太阳能电池的制造方法，其特征在于，包括：

14.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，采用所述第一刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀，包括：将所述初始n型硅基底浸泡在第一刻蚀液中；

15.根据权利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述第一刻蚀液和所述第二刻蚀液中均包含保护剂，且所述保护剂在所述第一刻蚀液中的质量分数小于在所述第二刻蚀液中的质量分数。

16.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀时的环境温度为第一温度，所述第二刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀时的环境温度为第二温度，所述第一温度低于所述第二温度。

17.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述第一刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀的时长为第一时长，所述第二刻蚀工艺对所述第二面进行刻蚀的时长为第二时长，所述第一时长大于或等于所述第二时长。

18.一种光伏组件，其特征在于，包括：

技术总结
本申请实施例涉及太阳能电池技术领域，提供一种太阳能电池及其制造方法、光伏组件，太阳能电池包括：N型硅基底，N型硅基底具有相对的前表面和后表面；前表面具有多个金字塔结构；后表面具有多个凹槽，部分数量的凹槽沿同一方向依次排布；位于前表面上的钝化层；位于后表面上的隧穿介质层；位于穿介质层上的掺杂导电层。本申请实施例至少有利于通过改变N型硅基底后表面的形貌，以提高太阳能电池的光电转换效率。

技术研发人员：张彼克,张博,金井升,徐梦微,秦佳妮
受保护的技术使用者：晶科能源（海宁）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16